DE19940540A1 - Hochfrequent getaktetes Schaltnetzteil - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein hochfrequent getaktetes Schaltnetzteil mit einem Potential trennenden Transformator (T). Als Funkentstörmittel wird eine Reihenschaltung von zwei Kondensatoren (C3, C4) zwischen einer Gleichspannungspotential führenden Anschlußstelle (PG) der Primärseite und einer Gleichspannungspotential führenden Anschlußstelle (SG) der Sekundärseite vorgeschlagen, wobei die Verbindungsstelle (V) der reihengeschalteten Kondensatoren (C3, C4) elektrisch leitend mit dem Kern (K) des Transformators (T) verbunden ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein hochfrequent getaktetes Schaltnetzteil mit einem potentialtrennenden Transformator. Solche Schaltnetzteile sind als Gleichspan­ nungswandler bekannt, wobei unterschiedliche Wandlerprinzipien, wie z. B. Sperr­ wandler oder Durchflußwandler verwendet werden.

Es ist auch bekannt, an hochfrequent geschalteten Schaltnetzteilen Funk- Entstörmaßnahmen vorzunehmen, um eine am Ein- und Ausgang des Schaltnetzteils auftretende Störspannung möglichst klein zu halten. Hochfrequente elektromagneti­ sche Störungen werden insbesondere auch durch die gegenseitigen Kapazitäten zwischen Primärwicklung, Transformatorkern und Sekundärwicklung, sowie durch die Kapazität zwischen Kern und Umgebung ausgekoppelt.

Eine mögliche Funk-Entstörmaßnahme besteht darin, den Transformatorkern mit der Primärmasse zu verbinden. Bei kleinen Transformatoren ist dies allerdings nicht möglich, weil dann der Isolationsabstand zwischen Transformatorkern und Sekun­ därklemmen zu klein würde.

Zusätzlich kann zwischen Primär- und Sekundärseite ein Funk-Entstörkondensator angeordnet werden. Die Kapazität dieses Kondensators muss hinreichend groß ge­ genüber den internen Kapazitäten des Transformators gewählt werden, um die erfor­ derliche Entstörwirkung zu erzielen.

Dieser Kondensator muß, wenn auf der Sekundärseite Schutzkleinspannung erzeugt wird (Safe Extra Low Voltage SELV), eine entsprechende Zulassung gemäß EN 132400 (IEC 384-14 2. Edition 1993) als sogenannter Y1-Kondensator (Prüf­ spannung 4 kV AC, vorgegebene Mindest-Isolations-Kriechstrecke) haben. Ein sol­ cher Y1-Kondensator ist wegen der erforderlichen Spannungsfestigkeit entsprechend teuer.

Alternativ besteht die Möglichkeit, zwischen Primär- und Sekundärseite eine Reihen­ schaltung von zwei Kondensatoren gleicher Kapazität anzuordnen, die jeweils nur eine sogenannte Y2-Zulassung (Prüfspannung 2 kV AC) haben müssen und daher ggf. preisgünstiger als ein einzelner Y1-Kondensator sind. Bei dieser bekannten Schaltungsanordnung ist jedoch der Transformatorkern nicht angeschlossen, so dass der Kern keine Schirmwirkung entfalten kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Schaltnetzteil anzugeben, das dahingehend verbessert ist, daß eine besonders wirksame und zugleich preisgünsti­ ge Funkentstörung erzielt wird.

Diese Aufgabe wird durch ein Schaltnetzteil mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in weiteren Ansprüchen ange­ geben.

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene elektrische Verbindung des Transfor­ matorkerns mit je einem Kondensator, von denen einer mit dem Gleichspannungs­ potential der Primärseite und der andere mit dem der Sekundärseite verbunden ist, wird neben einer preisgünstigen Ausführung der Funk-Entstörmittel eine besonders gute Entstörwirkung erzielt. Wenn die Kondensatoren gleich groß gewählt werden, befindet sich der Transformatorkern genau auf Mittelpotential zwischen Primär- und Sekundärseite. Die zur Isolation erforderliche Kriechstrecke zwischen den Klemmen der Primär- und der Sekundärseite und dem Transformatorkern kann damit auf den halben Wert der notwendigen Gesamtkriechstrecke reduziert werden. Die Konden­ satoren brauchen nur eine Y2-Zulassung (Prüfspannung 2 kV AC).

Die Größe der Kapazitäten richtet sich nach den jeweiligen Erfordernissen und auch nach den zulässigen Wechselströmen, die zur Sekundärseite abfließen dürfen. Typi­ sche Kapazitätswerte liegen zwischen 0,5 nF und 10 nF.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in Fig. 1 dargestellten Ausführungs­ beispiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Prinzipdarstellung eines hochfrequent taktbaren Schaltnetzteils, das nach dem Sperrwandler-Prinzip aufgebaut ist. Die Erfindung ist jedoch nicht nur bei Sperrwandlernetzteilen, sondern auch bei sonstigen Schaltnetzteilen, wie z. B. Durchflußwandlern anwendbar.

Die dargestellte Schaltungsanordnung zeigt einen Eingang E, an den eine Gleich­ spannung anlegbar ist, und dem ein Speicherkondensator C1 parallelgeschaltet ist. Außerdem ist die Primärwicklung P eines Transformators T über eine Schaltelektro­ nik SE mit dem Eingang E verbunden. An die Sekundärwicklung S ist über eine Aus­ gangsgleichrichterdiode D ein Glättungskondensator C2 angeschlossen, dem der Ausgang A parallelgeschaltet ist. Diese insoweit bekannte Sperrwandler-Schaltung bedarf keiner weiteren Erläuterung.

An eine Gleichspannungspotential führende Anschlußstelle PG der Primärseite ist ein erster sogenannter Y2-Kondensator C3 angeschlossen. Über eine Verbindungs­ stelle V ist dem Kondensator C3 ein zweiter Y2-Kondensator C4 in Reihe geschaltet, dessen zweiter Anschluß mit einer Gleichspannungspotential führenden Anschluß­ stelle SG der Sekundärseite verbunden ist. In Fig. 1 sind bevorzugte Anschlußstellen PG, SG dargestellt, der Anschluß könnte aber beispielsweise auch auf der jeweils anderen Anschlußseite der Kondensatoren C1, C2 erfolgen.

Erfindungswesentlich ist, daß die Verbindungsstelle V mit dem Transformatorkern K verbunden ist. Damit werden die angestrebten günstigen Schirmwirkungen bei zu­ gleich geringen Anforderungen an die Kapazität und Spannungsfestigkeit der Y2- Kondensatoren C3, C4 erreicht.

Alle elektrischen Verbindungen sollen möglichst induktivitätsarm ausgeführt werden.

Claims (3)

1. Hochfrequent getaktetes Schaltnetzteil mit Potentialtrennung zwischen Primär- und Sekundärseite mittels eines Transformators (T), der einen Kern (K) auf­ weist, wobei als Funkentstörmittel eine Reihenschaltung von zwei Kondensatoren (C3, C4) zwischen einer Gleichspannungspotential führenden Anschlußstelle (PG) der Primärseite und einer Gleichspannungspotential führenden Anschlußstelle (SG) der Sekundärseite angeordnet ist, und wobei die Verbindungsstelle (V) der reihenge­ schalteten Kondensatoren (C3, C4) elektrisch leitend mit dem Kern (K) verbunden ist.

2. Schaltnetzteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapa­ zität der beiden reihengeschalteten Kondensatoren (C3, C4) gleich groß ist.

3. Schaltnetzteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazitätswerte der Kondensatoren (C3, C4) in einem Bereich zwischen 0,5 nF und 10 nF gewählt sind.